晶體管可以作為開(kāi)關(guān)使用，你知道嗎？

dgdz2013

晶體管作為電流單方向通過(guò)的電子開(kāi)關(guān)使用

晶體管也可以作為電子開(kāi)關(guān)使用。但這個(gè)開(kāi)關(guān)的電流方向只能是單向的，pnp型管和npn型晶體管的電流方向相反。

如果使晶體管以開(kāi)關(guān)方式工作，需要加大基極電流

晶體管VCE的飽和狀態(tài)

當(dāng)晶體管處于開(kāi)關(guān)工作方式時(shí)，因?yàn)殡娫?a href="http://m.54549.cn/keyword/電壓" target="_blank" class="relatedlink">電壓和集電極電阻的限制，集電極IC不足以提供hFEIB大小的電流。因此，集電極電流IC不能持續(xù)增加，晶體管進(jìn)入飽和狀態(tài)，此時(shí)集電極和發(fā)射極之間的電壓VCE(SAT)（V）間的電壓約為0.1~0.2V左右的低電壓。晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)。正是因?yàn)檫@個(gè)緣故，晶體管才可以作為開(kāi)關(guān)來(lái)使用。

基極電壓源通過(guò)電阻提供基極電流

為了使晶體管成為電子開(kāi)關(guān)工作，需要提供一個(gè)電壓源，并將其通過(guò)電阻與基極相連接。如果要使開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，基極電壓源通過(guò)電阻向晶體管的基極提供足夠大的電流IB就可以使得晶體管導(dǎo)通。晶體管導(dǎo)通時(shí)，開(kāi)關(guān)就導(dǎo)通，并且允許電流通過(guò)該管。

晶體管開(kāi)關(guān)工作方式的電路通常采用集電極開(kāi)路的連接方式

晶體管作為電子開(kāi)關(guān)使用時(shí)，能夠?qū)Ρ豢貙?duì)象進(jìn)行控制，諸如LED、電動(dòng)機(jī)、繼電器線(xiàn)圈等。應(yīng)為此時(shí)晶體管的集電極除被控對(duì)象外，沒(méi)有連接任何其他的電路或元件，因此也將晶體管的這種連接方式稱(chēng)為集電極開(kāi)路。

另外，在晶體管開(kāi)關(guān)電路中，晶體管處于飽和狀態(tài)，使得開(kāi)關(guān)導(dǎo)通。當(dāng)晶體管關(guān)斷時(shí)（晶體管從飽和狀態(tài)恢復(fù)到截止?fàn)顟B(tài)），由于電荷的存儲(chǔ)效應(yīng)，晶體管工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換將有幾個(gè)微妙（μs）的動(dòng)作延遲，將該時(shí)間稱(chēng)為“恢復(fù)時(shí)間”。

在發(fā)射極連接繼電器線(xiàn)圈時(shí)需要注意線(xiàn)圈的反電動(dòng)勢(shì)
在晶體管開(kāi)關(guān)電路中，如果連接的被控對(duì)象為電動(dòng)機(jī)或繼電器線(xiàn)圈時(shí)，晶體管的導(dǎo)通與關(guān)斷控制著線(xiàn)圈中電流的通過(guò)。此時(shí)，當(dāng)晶體管由導(dǎo)通狀態(tài)向截止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，集電極（線(xiàn)圈中）的電流的突然減小，線(xiàn)圈將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)反電動(dòng)勢(shì)，并作用于集電極。這個(gè)反電動(dòng)勢(shì)將高達(dá)數(shù)百伏（V），常常會(huì)引起晶體管的損壞。

為解決這個(gè)問(wèn)題，通常在電動(dòng)機(jī)和繼電器線(xiàn)圈上并聯(lián)一個(gè)反向二極管，當(dāng)晶體管關(guān)斷時(shí)，此二極管可以吸收感應(yīng)反電動(dòng)勢(shì)所產(chǎn)生的電流。

本文選自微信號(hào)：機(jī)械工業(yè)出版社E視界

練習(xí)題：

如圖所示電路為電流放大倍數(shù)hFE=200的晶體管開(kāi)關(guān)電路，試計(jì)算當(dāng)5V的電壓連接著100Ω的電阻加載到集電極（晶體管處于飽和狀態(tài)）時(shí)的基極電流IB。這里，基極電流的富裕度為5倍。

答案就在原文章中。